2 Способы отверждения покрытий
После нанесения на поверхность жидкий ЛКМ превращается в твердую лакокрасочную пленку. Отверждение происходит в результате испарения растворителей (спиртовые, нитроцеллюлозные, акриловые лаки), либо в результате реакции окисления (масляные лаки), либо за счет реакций полимеризации или конденсации, либо за счет испарения растворителей с одновременным химическим превращением. Скорость отверждения покрытий зависит от вида ЛКМ, толщины покрытия, температуры и способа сушки и других факторов, а степень высыхания - от твердости покрытия и определяется тремя стадиями.
Различают сушку естественную, при температуре воздуха 18 - 23 °С, и горячую. Продолжительность последней по сравнению с естественной уменьшается в 5 — 6 раз и более. Существуют следующие виды горячей сушки: с конвективным и терморадиационным нагревом и с предварительным аккумулированием тепла.
Конвективный нагрев осуществляется теплым воздухом (40 - 80 °С). Нитролаковые покрытия сушат при температуре 40 - 60 °С, беспарафиновые полиэфирные - при 60 - 80 °С. При более высокой температуре на поверхности появляются пузыри, сморщивание пленки. Процесс высыхания начинается на поверхности покрытия. Образующаяся сверху твердая пленка препятствует свободному удалению паров растворителей, находящихся в нижележащих слоях. Это увеличивает время сушки и ухудшает качество пленки, так как на ее поверхности образуются пузыри и кратеры. Поэтому сушка ведется ступенчато: в начальный период, т. е. при интенсивном испарении растворителя, при пониженной температуре, а затем при повышенной.
На практике применяют различные конвективные сушильные камеры периодического и непрерывного действия. Теплоносителем является пар, реже - горячая вода. Камеры периодического действия изготовляют в виде тупиковых кабин, куда закатывают этажерки с деталями. Камеры непрерывного действия более прогрессивные. Транспортные органы в них выполнены в виде передвижных напольных или подвесных этажерок.
Терморадиационный нагрев основан на способности лакокрасочного материала пропускать инфракрасные лучи определенной длины. В результате их поглощения подложка нагревается. В этом случае направление потока тепла совпадает с направлением движения летучих веществ ЛКМ, в результате чего сокращается продолжительность сушки и улучшается качество покрытий.
Для сушки применяют инфракрасные лучи с длиной волны 0,75 - 8 мкм. Лучшая проницаемая способность их наблюдается при длине волны 1-4 мкм, т. е. при температуре нагревателя 450 °С и выше. В качестве источника тепла применяются чаще трубчатые электронагреватели, реже - электролампы и обогреваемые панели.
Сушка методом предварительного аккумулирования тепла заключается в том, что отделываемую деталь предварительно нагревают, а затем на горячую поверхность наносят лакокрасочное покрытие. В результате нагрева воздух из поверхностных пор частично удаляется и, следовательно, уменьшается количество пузырей при сушке лакового покрытия. Этому способствует и то, что пары растворителя беспрепятственно удаляются через покрытие. Предварительный нагрев поверхностей деталей можно производить любым способом.
Фотохимическое отверждение полиэфирных покрытий ультрафиолетовыми лучами (УФ) является одним из наиболее эффективных способов. Для облучения покрытий используют волны длиной 320 - 400 нм (ультрафиолетовые). Молекулы, поглощающие энергию УФ-лучей, скачкообразно переходят в электронно-возбужденное состояние и становятся более реакционно-способными. Скорость полимеризации зависит от интенсивности УФ-излучения. Широко используется импульсное УФ-облучение, при котором энергия подводится короткими импульсами продолжительностью около 0,001 с (1SТ-метод) [5].
На рис. 15 показаны схемы автоматических линий отделки деталей различными лаками.
Рис. 15 Автоматическая линия отделки щитовых деталей нитроцеллюлозными, полиуретановыми лаками и лаками кислотного отверждения:
1-разгрузочный манипулятор; 1 - выравнивающий конвейер; 3 - камера охлаждения; 4 - конвективная камера; 5 - угловая камера; 6 - обеспыливающая камера; 1 - лаконаливная машина; 8 - вальцовый наносящий станок; 9 -роликовый конвейер; 10- станок для снятия пыли; 11 - шлифовальный станок; 12 - камера нагрева; 13 - загрузочный конвейер; 14 - загрузочный манипулятор
Заключение
В настоящее время, как уже было сказано, известны два основных способа нанесения защитных полимерных материалов на металлические изделия – порошковый и жидкостной. Для реализации каждого из этих способов применяют различные методы нанесения, во многом определяющие конструкцию и специфику работы оборудования. Например, к порошковому способу относятся насыпание, распыление и нанесение в кипящем слое. К жидким – окунание, облив, распыление и электроосаждение.
Однако говоря о нанесении покрытий порошковым способом, стоит заметить, что применяется оборудование, обладающее рядом недостаток: сложность конструкции, громоздкость, в частности, при обработке длинномерных изделий, сложность обслуживания и эксплуатации, высокие энергозатраты, а также неравномерность толщины покрытия по всей длине заготовки.
В отличие от порошкового жидкостной способ основан на нанесении покрытий в виде растворов или расплавов. Современные способы нанесения жидких материалов заключаются в предварительном диспергировании – превращении их в состояние аэрозоля с последующим осаждением в тонком слое, а также адсорбции материала на поверхности изделия. Качество покрытия зависит от свойств аэрозоля и от полноты его осаждения и коагуляции.
Однако наличие недостатков, присущих жидкостным способам нанесения, ограничивает их использование. Так, например, окунание – повышенная потеря наносимого материала; распыление и электроосаждение – ухудшение условий труда и проведения процесса нанесения. К общему недостатку указанных методов можно отнести сложность управления процессом нанесения равномерного покрытия по всей длине заготовки, что приводит к снижению качества получаемых изделий.
На сегодняшний день одними из наиболее перспективных способов нанесения является струйный облив или струйное распыление, обеспечивающие наилучшие условия труда и возможность регулирования толщины покрытия, за счет изменения параметров работы оборудования.
Список литературы
1 Соснин Н.А., Тополянский П.А., Вичик Б.Л. Плазменные покрытия (технология и оборудование). СПб. 1992. 28 с.
Яковлев А.Д. Химия и технология лакокрасочных покрытий. Л. Химия, 1981,
352 с.
Валетов В.А., Кузьмин Ю.П., Орлова А.А., Третьяков С.Д., Технология приборостроения. Учебное пособие, – СПб: СПбГУ ИТМО, 2008 – 336 с.
Электронный ресурс: http://www.itwgema.ru/itw-avto-magic.html
Электронный ресурс: http://5ka.su/ref/promishlennost/1_object102285.html